NASA agresivně prosazuje plány na stavbu první meziplanetární kosmické lodi s jaderným pohonem, nazvanou Space Reactor-1 (SR1) Freedom, s cílem mise na Mars v roce 2028. Nejde jen o rychlejší dosažení Rudé planety; Je to nejnovější úsilí v 60letém úsilí o využití jaderné energie pro cestování do hlubokého vesmíru, oblasti plné minulých selhání. Mise zahrnuje jaderný elektrický pohon, který by mohl způsobit revoluci v našem průzkumu sluneční soustavy, ale na detailech záleží: co to znamená v praxi a proč se to stává životaschopným až nyní?
Historie jaderné energie ve vesmíru
Jaderná energie se tiše používá ve vesmíru po celá desetiletí, i když ne tak hlasitě, jak naznačuje SR1 Freedom. Od 60. let 20. století se mise spoléhají na radioizotopové termoelektrické generátory (RTG), zařízení, která přeměňují teplo z radioaktivního rozpadu na elektřinu. Voyager, Curiosity a Perseverance vděčí za svou dlouhou životnost těmto spolehlivým, i když nízkoenergetickým jaderným bateriím.
RTG ale na ambiciózní meziplanetární cestování nestačí. Poskytují jen malé množství výkonu, dostačující pro přístroje a základní systémy, ale ne dostatečné pro výkonný pohon. V tom se plán NASA liší: SR1 Freedom použije jaderný štěpný reaktor – v podstatě zmenšenou verzi pozemské jaderné elektrárny – k výrobě elektřiny pro vysoce účinný iontový motor. To se zásadně liší od dřívějších konceptů, jako byl projekt Orion, který si představoval kosmickou loď poháněnou jadernými výbuchy, nebo projekt Daedalus, který navrhoval jadernou fúzi.
Výhody jaderného elektrického pohonu
Iontové motory, ač slabé z hlediska okamžitého tahu, vynikají dlouhodobou akcelerací. Fungují tak, že ionizují hnací plyn (jako je xenon) a urychlují nabité částice skrz trysku, čímž vytvářejí jemný, ale konstantní tah. To je důvod, proč se již používají, i když jsou poháněny solárními panely.
Klíčovou výhodou jaderné energie je její škálovatelnost a nezávislost na slunečním záření. V hlubokém vesmíru je sluneční energie slabá, takže RTG jsou nezbytné pro mnoho misí. Reaktor SR1 Freedom bude produkovat desetkrát až stokrát více energie než současné RTG, což umožňuje rychlejší cestování a těžší užitečné zatížení. To je zásadní pro pilotované mise na Mars, kde radiační ochrana a podpora života vyžadují značnou energii.
Bezpečnost a rizika: Dědictví kontroverze
Použití jaderných materiálů ve vesmíru se neobejde bez rizik. Mise Cassini-Huygens čelila v roce 1997 protestům kvůli potenciální radioaktivní kontaminaci v případě havárie startu. NASA tyto obavy zmírnila umístěním plutoniových RTG do robustní ochrany, ale může dojít k nehodám.
Štěpné reaktory představují novou úroveň složitosti. Zatímco konstrukce SR1 Freedom zahrnuje bezpečnostní prvky, jako je dlouhý výložník k izolaci reaktoru, vyhlídka na selhání reaktoru na oběžné dráze nebo na jiné planetě vyvolává vážné obavy z kontaminace. Odpad z jaderného štěpení je toxický a nouzové přistání by mohlo na Marsu nebo jiném nebeském tělese zanechat trvalou radioaktivní stopu.
Minulá selhání a vyhlídky do budoucna
NASA už dříve vyzkoušela jaderný elektrický pohon. Mise SNAP-10A v roce 1965 úspěšně provozovala jaderný reaktor ve vesmíru po dobu 43 dní před selháním. Následné projekty, jako je DRACO, však byly zpožděny kvůli technickým problémům a rozpočtovým omezením.
Nyní, když soukromé vesmírné společnosti snižují náklady na start a zájem o meziplanetární mise s posádkou vzrostl, se zdá, že NASA je odhodlána vrátit se k jaderné energii. Pokud bude úspěšná, mohla by SR1 Freedom zahájit novou éru průzkumu hlubokého vesmíru. Historie však ukazuje, že technologické a regulační problémy přetrvávají, takže cíl spuštění do roku 2028 je přinejmenším ambiciózní.
V konečném důsledku je jaderná sázka NASA vysokým hazardem s technologií, která po více než půl století slibuje mnoho, ale přináší málo. Zda bude tato doba jiná, závisí na překonání minulých selhání a řešení ožehavých bezpečnostních problémů spojených s vysláním jaderného reaktoru do vesmíru.
